KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum
warahmatullahi wabarakatuh.
Alhamdulillahirabbilalamin,
banyak nikmat yang Allah SWT berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat.
Segala puji hanya layak untuk Allah Tuhan seru sekalian alam atas segala
berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga
saya dapat menyelesaikan KKP(KERTAS KERJA PERORANGAN) dengan judul ”COOLING
SYSTEM”.
Dalam
penyusunannya, saya memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu
saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: Kedua orang tua dan
segenap keluarga besar saya yang telah memberikan dukungan. Dari sanalah semua
kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan
dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi.
Meskipun saya berharap isi dari KKP
ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang dan
salah. Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar
KKP ini dapat lebih baik lagi.
Akhir
kata saya berharap agar KKP ini bermanfaat bagi semua pembaca.
Wassalamu’alaikum warohmatuohi
wabarakatuh.
RINGKASAN
Karena sifat dari gas adalah compressible maka akibat dari kompres
itu menghasilkan temperature (suhu) panas yang cukup tinggi, jadi outlet pada
compressor dipasang cooler untuk menjaga temperature yang dihasilkan dari
peroses pengkompressan sesuai yang dinginkan.
Cooling system adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendinginkan
dan menjaga temperature dari sebuah peroses yang dapat menghasilkan panas,
misalnya adalah mesin diesel, kompresor, turbine dan lain-lain.
Prinsip
kerja air cooler (pendingin udara) dengan cara udara sekitar dihembuskan dari
bawah sirip ke atas atu udara panas yang ada pada sirip di isap dari atas
keluar dengan mengunakan kipas. Berbeda dengan water cooling (pendingin air),
peroses pada system ini, pendinginan dilakaukan dengan air untuk melakukan
perpindaan panas.
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
BAB I PENDAHULUAN
1.1 BELAKANG
Setiap proses produksi dan pengolahan dalam industri migas selalu menggunakan alat penukar panas, baik itu berupa heat exchanger, condensor, cooler, reboiler dan sebagainya. Untuk itu dalam diklat teknis ini salah satu mata diklat yang diberikan adalah alat penukar panas.
Proses pendinginan adalah upaya melepaskan panas ke dalam udara luar dengan melalui proses penguapan. Pendinginan (cooling) berbeda prinsip dengan pengembunan (condensing). Macam – macam alat pendinginan adalah water cooler dan air cooler.
Sedangkan condensing adalah alatnya sama dengan cooler yaitu dengan air atau dengan udara.
Didalam mata diklat ini akan diberikan materi berupa konsep dasar, pengertian perpindahan panas, jenis-jenis alat penukar panas, skema/bagian alat perpindahan panas dan fungsi – fungsi alat perpindahan panas.
1.2 TUJUAN
Setelah
mengikuti mata diklat ini peserta diklat diharapkan dapat
- Menjelaskan tentang air cooler
1.3 DISKUSI
Pembehasan ini menjelaskan tentang sebuah
alat pendingin serta bagaimana prinsip kerjannya.
1.4 SKEMA PENULISAN
Pada BAB ini membahas tentang, latar
belakang, tujuan, diskusi, dan skema penulisan.
BAB II TEORI DASAR
2.1 PERPINDAHAN PANAS
Perpindahan panas adalah suatu proses
berpindahnya energi panas dari satu sistem ke sistem yang lain sebagai akibat
adanya perbedaan temperatur. Metoda perpindahan panas dapat dibedakan menjadi
tiga jenis yaitu perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi.
Selain itu perpindahan panas dapat terjadi juga melalui kombinasi antara ketiga
metoda tersebut.
2.1.1 PERPINDAHAN PANAS SECARA KONDUKSI
Konduksi
merupakan metoda perpindahan panas melalui permukaan
atau dinding padat. Persamaan yang menggambarkan laju perpindahan panas secara konduksi didefinisikan oleh persamaan Fourier yaitu :
Q = -KA
Dimana :
·
q = laju perpindahan panas
·
dT/dx = garadien penurunan suhu terhadap
tebal dinding
·
A = luas penampang
·
K = thermal conductivity media perpindahan
panas
Thermal conductivity merupakan
karakteristik spesifik suatu material
yang diperoleh melalui percobaan. Thermal conductivity dapat didefinisikan sebagai laju perpindahan panas per unit area permukaan per unit ketebalan media per unit
temperatur.
2.1.2 PERPINDAHAN PANAS SECARA KONVEKSI
Konveksi terjadi bila perpindahan
panas berlangsung antara permukaan
dinding dan fluida akibat adanya pergerakan relatif antara partikel fluida dan dinding. Persamaan perpindahan
panas secara konveksi dapat
dituliskan sebagai berikut :
Q= hA(Tf –Tw)
Dimana :
·
Q = laju perpindahan panas
·
A = luas area permukaan pada arah x
·
TF = temperature fluida
·
Tw =temperature dinding
·
H =heat transfer coefficient
Heat
transfer umumnya diperoleh berdasarkan persamaan empiris dan nilainya
dipengaruhi antara lain oleh jenis / karakteristik fluida yang mengalir dan
laju alir fluida.
2.1.3 PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI
Radiasi
terjadi bila perpindahan panas berlangsung dalam bentuk gelombang electromagnet yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Berbeda dengan konduksi dan konveksi
yang berlangsung bila ada media,
maka radiasi dapat berlangsung tanpa media atau pada kondisi vakum.
Laju
panas yang dilepaskan dengan metoda radiasi dapat dituliskan dalam persamaan :
q = ε σ AT4
Dimana:
·
Q = laju emisi panas
·
ԑ = emisivitas, merupakan karakteristik dari
permukaan
·
σ = konstanta Stefan-boltzman, 5.7 x
10-8W/m2k4
·
A = luas permukaan
·
T = temperature permukaan
2.2 DEFINISI COOLING SYSTEM
Cooling system adalah suatu alat yang berfungsi untuk
mendinginkan dan menjaga temperature dari sebuah peroses yang dapat
menghasilkan panas, misalnya adalah mesin diesel, kompresor, turbine, dan lain-lain.
Dalam sebuah industry
cooling system sangat penting, karena cooling system adalah suatu alat
pendingin dan dapat menjaga temperature pada sebuah produksi gas dalam hal ini
cooling system di bedakan menjadi beberapa jenis yaitu:
·
Air cooling system (sistem pendingin udara)
Pendingin
udara merupakan suatu peralatan yang yang dingunakan untuk menurunkan
temperature dengan menggunakan udara
sekitar yang dihembuskan oleh sebuah kipas.
·
Water cooling system (sistem pendingin
air)
Pendingin air adalah metode pemindahan
panas dari komponen dan peralatan industri. Berbeda dengan pendingin udara, air digunakan
sebagai konduktor panas. Pendingin air umumnya digunakan untuk pendinginan mesin pembakaran internal
dan fasilitas industri besar seperti
pembangkit tenaga listrik uap, generator listrik
tenaga air, kilang minyak dan pabrik kimia.
BAB III PENJELASAN
3.1 AIR COOLING SYSTEM (SISTEM PENDINGIN UDARA)
Aerial coolers menjadi terkenal dalam
semua industri karena ditemukan banyak kesulitan sehubungan dengan suplai air
di unit berpendingin air (water-cooled unit). Dalam aerial cooler, fluida didinginkan atau
dikondensasikan karena sirkulasi di dalam tube sementara udara atmosferik
dipaksa melewati bagian koil tersebut.
Tipe cooler ini dasarnya merupakan
heat exchanger konveksi tanpa kontak yang diadaptasikan dengan hembusan (draft)
induce atau paksa (forced).
Air-cooled
exchanger disebut pula finned tube exchanger karena fin terpasang pada tube
agar efisiensi bertambah. Fin dapat dilas pada tube, dililitkan atau diekpansi
agar pas dengan tube. Tinggi, tebal, dan jumlah fin pada pada tiap tube berdasarkan
pemakaiannya.
Aerial
cooler dipilih untuk proses dimana temperatur fluida yang akan didinginkan
minimal 55°C. Cooler ini juga dipakai dimana fouling dari tubes pada sisi air
pendingin dalam cooler dengan air menjadi perhatian. Jika aliran fluida pada
temperatur tinggi membutuhkan pendinginan di bawah temperatur ambien, kombinasi
aerial cooling diikuti water-cooling akan selalu terbukti efisien dan ekonomis
karena sebagian besar panas dilepas sebelum air dipakai.
3.1.1 FORCED DRAFT COOLER
Cooler
hembusan udara paksa (forced draft cooler) memiliki kipas terletak dibawah tube yang di hubungkan dengan
motor penggerak. Pada sistem ini
udara yang ada di sekitar di hembuskan ke atas sehingga menabrak tube, udara
yang dihembuskan tersebut dapat menjaga
temperature dari panas yang dihasilkannya.
Kelebihan
penggunaan forced draft adalah :
1. Memerlukan
HP yang kecil meskipun udara yang digunakan sebagai media pendingin mengalir
sangat panas.
2. Perawatan
kipas dan bearing mudah
3. Pelepasan
bundle mudah saat dilakukan pengangkatan
Kemudahan sirkulasi udara panas pada iklim
dingin.
Kelemahan
penggunaan forced draft adalah :
1. Distribusi
udara pendingin di bundle kurang merata.
2. Tingginya
kemungkinan terjadi sirkulasi udara panas karena laju udara pendingin yang cukup
rendah dan tidak adanya fungsi stack,
3. Kapasitas
pendinginan natural draft yang rendah bila terjadi kegagalan fan.
4. Operasi
air cooler sangat dipengaruhi lingkungan.
5. Fin
langsung terexpose ke matahari, hujan, dan angina kencang sehingga control
temperatur tidak setabil.
3.1.2 INDUCED DRAFT COOLER
Cooler hembusan udara induce
(induced draft air cooler) memakai kipas berpenggerak motor di atas.
Kipas ini menginduce aliran udara
melewati kumpulan tube horizontal dan membuang udara
ke atas. Tube membawa fluida sirkuit tertutup. Ujung akhir tube ditutup dengan kotak yang di sebut
header dan dipasang pada outlet dan
inlet.
Kelebihan
penggunaan induced draft adalah :
1. Distribusi
udara pendingin yang lebih baik dan merata,
2. Menghindari
kemungkinan terjadinya aliran balik udara panas masuk kembali ke intake fan.
3. Mengurangi
pengaruh lingkungan seperti cuaca panas atau hujan pada operasi air cooler.
4. Kapasitas
pendinginan yang lebih tinggi pada saat ada kegagalan pada fan, karena efek
dari natural draft yang lebih besar.
Kelemahan
penggunaan induced draft adalah :
1. Kebutuhan
daya yang lebih besar karena fan berada pada area udara panas.
2. Temperatur
aliran udara panas harus dibatasi pada 95 oC untuk menghindari
kemungkinan kerusakan pada fan blade, bearing, V-belts dan komponen-komponen
mekanikal yang lain.
3. Akses
maintenance terhadap komponen fan drive kurang baik.
4. Temperatur fluida
proses dibatasi pada 175 oC, karena dapat mengakibatkan
tingginya temperatur udara panas yang menyebabkan kerusakan pada komponen fan.
3.2 BAGIAN-BAGIAN DARI AIR COOLER (PENDINGIN UDARA)
·
Fan (kipas) untuk menaikan tekanan pada udara
agar udara dapat berhembus dengan cepat.
·
Fan ring untuk menjaga kipas agar cara kerja
fan lebih efektif
·
Header untuk membagi aliran gas yang ingin didinginkan.
·
Tube bundle bagian yang di lewati/di aliri
oleh gas dan di dinginkan
·
Drive assembly sebagai alat pengerak kipas
3.3 SUSUNAN AIR COOLER
Forced
draft cooler dalam Gambar 8 diatur dalam satu bagian dan memiliki dua kipas.
Terminologi untuk layout cooler ditampilkan dalam Gambar 9 dan 10 sebagai
berikut:
- didefinisikan sebagai satu atau lebih tube bundle, memiliki dua atau lebih kipas, lengkap dengan struktur dan perlengkapan tambahan (auxiliary).
- Unit ialah satu atau lebih tube bundle, dalam satu atau lebih bay untuk pemakaian individual atau proses.
- Bank ialah kumpulan satu atau lebih bay, termasuk satu
atau lebih unit, diatur dalam struktur tunggal atau kontinyu.
3.4 AERIAL COOLER CONTROL
Untuk
mengontrol temperatur outlet fluida proses, dari aerial cooler, kecepatan kipas
divariasikan, atau kipas mungkin dihentikan dan dijalankan (start). Saat
temperatur ambien tinggi, unit sering dijalankan maksimum, dengan bingkai
(louver) terbuka lebar dan kecepatan kipas pada top speed.
Aliran
udara melalui aerial cooler mungkin dibatasi oleh bulu-bulu halus (fluff) atau
sisa-sisa reruntuhan (debris) dalam udara. Gambar 5 mengilustrasikan bagaimana
koil yang telah tertutup oleh debris yang naik di udara (airborne) dapat
menghambat aliran udara. Koil harus dibersihkan untuk mendapatkan aliran udara
dan pendinginan maksimum.
BAB IV TROUBLESHOOTING & SEFETY
4.1 TROUBLESHOOTING
Dalam sebuah industri dan pengoperasian
pada peralatan mekanik pasti selalu mendapatkan dampak yang tidak diinginkan
seperti temperature panas dan vibration (getaran), maka dari itu pada bab ini
akan membahas bagaimana cara mengatasi masalah tersebut.
4.1.1 HIGH TEMPERATURE
Temperature
tinggi sangat berbahaya pada sebuah proses, karena
panas yang dihasilkannya dapat merusak peralatan. Maka dari itu dibuat sebuah sistem pendingin yang dapat menjaga temperature agar temperature panas yang
diahasilkan tidak berlebihan yaitu
cooling system. Temperature tinggi terjadi apabila:
1. Suatu
alat pendingin tidak bekerja dengan sesuai setingan yang ditentukan.
2. Proses
yang di dinginkan terlalu panas.
3. Putaranya
terlalu berlebihan, melebihi setingan RPM yang ditentukan.
4.1.2 VIBRATION (GETARAN)
Getaran adalah suatu dampak yang
ditimbulkan oleh sebuah proses mekanik yang tidak diinginkan, sebab getaran
yang berlebih dapat membuat putaran yang tidak maksimal pada sebuah motor
penggerak serta dapat membuat kerusakan
pada peralatan itu sendiri,getaran terjadi akibat dari: shaft yang tidak lurus,
adanya patahan pada kipas, looseness.
4.2 SAFETY DEVICES
Safety devices adalah sebuah alat pengaman
yang sudah terpasang pada peralatan dengan tujuan menjaga sebuah peralatan yang
sedang dioperasikan agar tidak membuat kerusakan atau masalah yang tidak diinginkan. Berikut safety yang ada
pada sistem pendingin.
4.2.1 TEMPERATURE ALARM HIGH HIGH (TAHH)
Bekerja disaat temperature diatas setingan yang ditentukan, apa bila setingan itu tercapai maka alat safety ini akan memberikan sinyal alarm pada control room. Apa bila temperature alarm high high ini tidak bekerja dengan baik maka suhu akan meningkat dan dapat membuat kerusakan pada sistem cooling.
Bekerja disaat temperature diatas setingan yang ditentukan, apa bila setingan itu tercapai maka alat safety ini akan memberikan sinyal alarm pada control room. Apa bila temperature alarm high high ini tidak bekerja dengan baik maka suhu akan meningkat dan dapat membuat kerusakan pada sistem cooling.
4.2.2 TEMPERATURE ALARM LOW LOW (TALL)
Bekerja disaat temperature dibawah
setingan yang ditentukan apabila setingan itu tercapai maka alat safety ini
akan memberikan sinyal alarm pada control room. Apa bila temperature alarm low
low ini tidak bekerja dengan baik di kawatirkan motor yang sebagi alat
penggerak kipas tidak berpungsi atu putaran pada RPM melambat dikarenakan
kurangnya asupan listrik.
4.2.3 VIBRATION SWITCH
Bekerja pada saat getaran pada
cooler melebihi ambang batas dan apa bila itu terjadi maka akan mematikan atau
memutusaliran listrik pada motor penggerak cooler.
4.3 ALAT PENGUKUR GETARAN
4.3.1 VIBRATION METER
Sebuah alat atau perangkat yang
digunakan untuk mengukur getaran dari komponen mekanik dari suatu mesin sebagai
reaksi dari adanya gaya yang dihasilkan oleh mesin tersebut maupun gaya yang
berasal dari luar atau sekitar mesin
mintak file full dong mas biar bisa buat reverensi Ta
BalasHapusGood Post and informative one. Thank you for sharing this good article.
BalasHapusFin Fan Cooler